DE3517498C3

DE3517498C3 - Centrifugal pump housing

Info

Publication number: DE3517498C3
Application number: DE19853517498
Authority: DE
Inventors: Roland Apfelbacher; Axel Riel; Rolf Scherer; Joerg Dr Starke; Primo Lovisetto; Renzo Ghiotto
Original assignee: KSB AG; Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 1985-05-15
Filing date: 1985-05-15
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2005-05-16
Also published as: DE3517498C2; DE3517498A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpengehäuse gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a centrifugal pump housing according to the Preamble of the main claim.

Aus der DE-OS 30 00 095 ist eine Kreiselpumpe bekannt, bei der der Druckstutzen in tangentialer Richtung zum Kreiselpumpengehäuse verläuft. Diese Art der Anordnung bedingt eine entsprechende Gestaltung der zugehörigen Anschlußleitungen. Somit ist eine geradlinige Anordnung derselben nicht mehr möglich.From DE-OS 30 00 095 is a centrifugal pump known in which the discharge nozzle in the tangential direction runs to the centrifugal pump housing. This kind of arrangement requires a corresponding design of the associated Connecting lines. So it is a straight line arrangement the same is no longer possible.

Die FR-PS 15 63 797 zeigt ein Kreiselpumpengehäuse gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches, bei dem der Druckstutzen als fester Bestandteil des Gehäuses ausgebildet ist. Dieses besteht aus zwei Halbschalen, die in einer senkrecht zur Pumpenwelle verlaufenden Ebene miteinander verbunden werden. In jede Halbschale ist dabei eine Druckstutzenhälfte mit eingeformt. Im Bereich der Trennfuge werden dann die Halbschalen miteinander verschweißt. Der annähernd tangential aus dem Gehäuse austretende Druckstutzen weist im Bereich des sogenannten Spornes ein angeformtes dreieckiges Blechstück auf, welches fertigungs bedingt ist. Zur Aufnahme von Rohrleitungskräften ist der Druckstutzen kaum geeignet.FR-PS 15 63 797 shows a centrifugal pump housing according to the preamble of the main claim, in which the pressure port as an integral part of the housing is trained. This consists of two half shells, the in a plane perpendicular to the pump shaft be connected to each other. There is in every half-shell a pressure nozzle half molded in. In the field of The half-shells are then welded to each other. The almost tangential emerging from the housing Pressure port points in the area of the so-called spur molded triangular piece of sheet metal, which manufacturing is conditional. To absorb pipeline forces is the Pressure port hardly suitable.

Aus der US-PS 22 91 478 ist eine Pumpe bekannt, die einen angegossenen Druckstutzen mit zwei Strömungskanälen aufweist. Zur Beeinflussung des Strömungs verhaltens weisen deren Eintrittsöffnungen schmale, längliche Öffnungen auf und die Strömungskanäle besitzen eine Form ähnlich einer Lavaldüse. Mittels dieser Maßnahmen soll die Förderhöhe dieses speziellen Pumpentyps verbessert werden.From US-PS 22 91 478 is one Pump known, which has a molded pressure nozzle with two Has flow channels. To influence the flow their inlet openings behave narrow, elongated Openings and the flow channels have a shape similar to a Laval nozzle. By means of these measures, the Head of this special pump type can be improved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Kreiselpumpen in Blechbauweise einen Druckstutzen zu entwickeln, der unter Beibehaltung eines strömungsgünstigen Verlaufes ohne aufwendige Fertigung große auf ihn einwirkende Kräfte zuverlässig aufnehmen kann. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches. Mittels dieser Lösung kann der Druckstutzen als ein in hydraulischer Hinsicht optimiertes Einzelteil hergestellt werden, das einen strömungsgünstigen Übergang vom Gehäuse in den Druckstutzen ermöglicht. Die Strömung kann somit in tangentialer Richtung vom Gehäuse in den Druck stutzen eintreten und dort in verlustarmer Weise in radiale Richtung umgelenkt werden. Die Anbringung der Stützkörper gewährleistet, daß die von der Druckleitung auf den Druckstutzen einwirkenden Rohrleitungskräfte abgefangen und in zuverlässiger Weise auf das Gehäuse übertragen werden. Damit wird der Widerstand gegen Verformungen, die durch Rohrleitungskräfte bedingt sind, vergrößert. Die in etwa keilförmige Ausbildung des Druckstutzenanfanges, die in einen runden Querschnitt im Bereich der Austrittsöffnung übergeht, ermöglicht einen günstigen Kräfteverlauf. Durch diese Gestaltungsart des Druckstutzenanfanges, die gleichzeitig die Schweißstelle mit dem Gehäuse darstellt, wird eine hohe Steifigkeit zwischen Druckstutzen und Gehäuse erzielt.The invention is based, for centrifugal pumps the task to develop a pressure port in sheet metal, which under Maintaining a streamlined course without complex manufacturing large forces acting on it can record reliably. The solution to this task takes place in accordance with the characterizing part of the main claim. By means of this solution, the pressure port as an in Hydraulically optimized single part manufactured be a fluid transition from the housing into the pressure port. The current can thus in the tangential direction from the housing into the print Enter the nozzle and there in a low-loss manner into radial Direction to be redirected. The attachment of the support body ensures that the pressure line on the Intercepted pipeline forces acting pressure pipe and transferred to the housing in a reliable manner will. This will increase the resistance to deformation that are caused by pipeline forces, enlarged. In the about wedge-shaped formation of the beginning of the pressure port, the in a round cross section in the area of the outlet opening passes over, enables a favorable course of forces. By this design of the pressure port start, the at the same time represents the welding point with the housing, there is a high degree of stiffness between the discharge nozzle and Housing achieved.

Zur Verbesserung der hydraulischen Eigenschaften sehen Ausgestaltungen der Erfindung vor, daß an der, in Zuström richtung gesehenen, hinteren breiten Kante des keilförmigen Druckstutzen-Eintrittsquerschnittes ein zungenförmiger Sporn angebracht ist. Somit kann ein sehr guter hydraulischer Übergang zwischen dem dem Laufrad nachgeschalteten Ringraum und dem Druckstutzen erreicht werden. Der Sporn kann als separates Einzelteil ausgebildet sein oder dadurch erzeugt werden, daß die den Druckstutzen aufnehmende keilförmige Öffnung in das Gehäuse eingeschnitten ist und der mit dem Gehäuse verbundene Anschnitt als zungenförmiger Sporn ausgebildet ist. Durch einen einfachen Einschnittvorgang kann eine Metallzunge erstellt werden, welche durch Biegen bzw. entsprechende Formgebung die Austrittsöffnung des Gehäuses freigibt und gleichzeitig einen fest mit dem Gehäuse verbundenen Sporn für den Druckstutzen bildet.See to improve hydraulic properties Embodiments of the invention that at the, in inflow viewed, rear broad edge of the wedge-shaped Discharge inlet cross section a tongue-shaped spur is appropriate. Thus, a very good hydraulic Transition between the annular space downstream of the impeller and the pressure port can be reached. The spur can be as separate item can be formed or generated thereby be that the wedge-shaped receiving the pressure port Opening is cut into the housing and that with the Gate connected to the housing as a tongue-shaped spur is trained. With a simple incision process a metal tongue can be created by bending or corresponding shaping the outlet opening of the Releases housing and at the same time firmly with the Housing connected spur forms for the pressure port.

Es ist auch möglich, daß der Druckstutzen eine in das Gehäuse ragende, einen Sporn bildende Zunge aufweist. Der Druckstutzen wird hierbei mit dem Gehäuse verschweißt und der in das Gehäuse ragende Teil wird anschließend zum Sporn umgeformt. Auch kann dem Sporn bereits vor der Druckstutzenmontage die endgültige Form gegeben werden, um dann anschließend mit dem Gehäuse verschweißt zu werden.It is also possible that the pressure port is one in the housing protruding tongue forming a spur. The pressure port is welded to the housing and the in the The part protruding from the housing is then formed into a spur. The spur can also be installed before the discharge nozzle is installed given the final form and then using to be welded to the housing.

Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der den tangentialen Einströmbereich bildende Druckstutzenteil eine schmale, zur Drehachse weisende umgebogene Kante auf. Die Kante besitzt hierbei eine Länge, die in etwa der Wandstärke des Gehäuses entspricht. Somit entsteht eine Kante zwischen dem Gehäuse und dem darin eingesetzten Druckstutzen, welche eine einfachere Schweißverbindung ermöglicht. Die Kante befindet sich hierbei im vorderen Teil des Druckstutzenanfanges. According to a further embodiment, it has the tangential one Inlet area forming pressure port part a narrow, for Bent edge pointing to the axis of rotation. The edge owns here a length that is approximately the wall thickness of the housing corresponds. This creates an edge between the housing and the pressure port used therein, which one enables easier welded connection. The edge is itself in the front part of the start of the discharge nozzle.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß der Druckstutzen mehrteilig mit in Strömungsrichtung verlaufenden Trennfugen ausgebildet ist, wobei zwischen den Trennfugen ein oder mehrere Leitbleche angeordnet sind. Zum einen wird damit eine größere Steifigkeit erhalten und zum anderen können im Druckstutzen Teildiffusionen gebildet werden, welche eine weitere Wirkungsgradverbesserung ermöglichen. Die Leitbleche können sowohl in Richtung der Drehachse als auch quer dazu angeordnet sein. Eine kreuzweise Anordnung ist ebenfalls möglich. Eine sehr einfache Montage ergibt sich durch deren Anordnung in der Trennfuge.Another embodiment provides that the Multi-part discharge nozzle with flow in the direction of flow Parting lines is formed, with a between the parting lines or several baffles are arranged. On the one hand will get greater rigidity and secondly Partial diffusions can be formed in the pressure port enable a further improvement in efficiency. The Baffles can both in the direction of the axis of rotation as well be arranged transversely to it. It is a crosswise arrangement also possible. A very simple assembly results from their arrangement in the parting line.

Eine Ausgestaltung, wonach die Leichtblechenden aus dem Druckstutzen seitlich herausragen und mit dem Gehäuse verbunden sind, bewirkt eine zusätzliche versteifende Wirkung. Die aus dem Druckstutzen herausragenden Enden können hierbei noch entsprechend umgebogen werden, wodurch eine weitere Erhöhung des Widerstandsmomentes eintritt.An embodiment according to which the light sheet ends from the Protrude from the pressure port on the side and connect to the housing causes an additional stiffening effect. The one from the Thrust ends protruding can still do this be bent accordingly, creating another Increase of the section modulus occurs.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawings shown and is described in more detail below. It shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Gehäuse mit Druckstutzen, Fig. 1 shows a cross section through a housing with a pressure connection,

Fig. 2 eine entsprechende Druckstutzenanordnung mit Sporn, Fig. 2 is a corresponding pressure nozzle arrangement with Sporn,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Druckstutzeneintritt, Fig. 3 shows a cross section through the discharge port entry,

Fig. 4 einen Druckstutzen mit angeformtem Sporn und Fig. 4 shows a pressure port with molded spur and

Fig. 5 und 6 einen Druckstutzen mit Leitblechen. FIGS. 5 and 6 a pressure pipe with baffles.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Kreiselpumpen gehäuse 1 und darin angeordnetem Laufrad 2. Der Schnitt verläuft durch die Mitte des Druckstutzens 3, welcher in eine am Umfang des Pumpengehäuses angebrachte Öffnung 4 eingesetzt und verschweißt ist. Der Übergang von dem dem Laufrad nachgeschalteten Ringraum 5 in den Druckstutzen 3 erfolgt in tangentialer Richtung, so daß ein strömungstechnisch günstiger Verlauf erreicht wird. Der Druckstutzen 3 erstreckt sich dann in einer sanften Krümmung zu einem mittig zum Kreiselpumpen gehäuse angeordneten Austritt 6. Die Achse der Austrittsöffnung schneidet dann die Pumpenachse. Im Bereich des Austritts 6 ist ein aus Blech bestehender Flansch 7 angebracht, von dessen äußerem Umfang sich Streben 8 zum Pumpengehäuse 1 hin erstrecken. Mittels der Streben 8 oder einem entsprechend geformten Stützkörper wird eine hohe Festigkeit zwischen Druckstutzen und Rohrleitung erlangt, welche in der Lage ist, große Rohrleitungskräfte aufzunehmen. Die Streben 8 weisen entsprechende Öffnungen oder Freiräume für die Montage der Flanschschrauben auf. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Streben durch einen oder mehrere Stützkörper zu ersetzen. Der Druckstutzen 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel zweigeteilt und durch zwei in Strömungsrichtung verlaufende Schweißnähte 9 zusammengehalten. In dem von dem Flansch 7 umschlossenen Bereich ist ein weiterer Stützkörper bzw. Streben anbringbar. Fig. 1 shows a cross section through a centrifugal pump housing 1 and disposed therein impeller 2. The cut runs through the center of the pressure port 3 , which is inserted and welded into an opening 4 made on the circumference of the pump housing. The transition from the annular space 5 connected downstream of the impeller into the pressure connection 3 takes place in the tangential direction, so that a flow-wise favorable course is achieved. The pressure port 3 then extends in a gentle curvature to an outlet 6 arranged centrally to the centrifugal pump. The axis of the outlet opening then intersects the pump axis. In the area of the outlet 6 , a flange 7 consisting of sheet metal is attached, from the outer circumference of which struts 8 extend toward the pump housing 1 . By means of the struts 8 or a correspondingly shaped support body, a high strength is obtained between the pressure port and the pipeline, which is able to absorb large pipeline forces. The struts 8 have corresponding openings or free spaces for mounting the flange screws. It is also easily possible to replace the struts with one or more supporting bodies. In this exemplary embodiment, the pressure connection 3 is divided into two and held together by two weld seams 9 running in the flow direction. A further support body or struts can be attached in the area enclosed by the flange 7 .

Der Druckstutzen 3 besitzt eine totraumfreie Ausformung 10, die mit einer Druckentnahmeöffnung 11 versehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel nimmt die Entnahmeöffnung 11 ein Übertragungsstück 12 auf, welches mit einem Anschluß 13 für ein Druckmeßgerät versehen ist und den Bereich zwischen den Streben 8 und dem Druckstutzen 3 überbrückt und aus den Streben 8 herausragt. Das Übertragungsstück kann rohrförmig in Massiv-oder Blechbauweise erstellt werden und ermöglicht die Anbringung eines Manometers oder eines anderen bekannten Druckmeßgerätes außerhalb des Bereiches der Stützkörper bzw. Streben. Gleichzeitig hat das Übertragungsstück eine verstärkende Funktion für den Druckstutzen.The pressure port 3 has a dead space-free shape 10 , which is provided with a pressure tapping opening 11 . In this embodiment, the removal opening 11 receives a transmission piece 12 , which is provided with a connection 13 for a pressure measuring device and bridges the area between the struts 8 and the pressure connection 3 and protrudes from the struts 8 . The transmission piece can be made tubular in solid or sheet metal construction and enables the attachment of a manometer or another known pressure measuring device outside the area of the support body or struts. At the same time, the transfer piece has a reinforcing function for the pressure port.

In der Fig. 2 ist eine etwas anders geartete Konstruktion des Druckstutzens 3 gezeigt. Die Eintrittsöffnung 4 entsteht hier aus einem in das Pumpengehäuse 1 eingebrachten Einschnitt, wodurch ein mit dem Pumpengehäuse 1 verbundener Anschnitt 14 gebildet wird. Dieser wird in Drehrichtung des Laufrades derartig umgebogen, daß hier ein zungenförmiger Sporn 15 entsteht. Dieser vermag den Wirkungsgrad des Diffusors und des Gesamtaggregates zu verbessern. Anstelle eines so konstruierten Spornes 15 kann auch ein als Einzelteil ausgebildeter Sporn zwischen Druckstutzen und Gehäuse eingesetzt werden. Anstelle der Streben 8 findet hier ein geschlossener Stützkörper 16 Verwendung, welcher die auf den Flansch 7 einwirkenden Rohrleitungskräfte auf das Gehäuse 1 überträgt.A somewhat different construction of the pressure connection 3 is shown in FIG. 2. The inlet opening 4 here arises from an incision made in the pump housing 1 , as a result of which a gate 14 connected to the pump housing 1 is formed. This is bent in the direction of rotation of the impeller in such a way that a tongue-shaped spur 15 is formed here. This can improve the efficiency of the diffuser and the overall unit. Instead of a spur 15 constructed in this way, a spur formed as an individual part can also be used between the pressure port and the housing. Instead of the struts 8 , a closed support body 16 is used here, which transmits the pipeline forces acting on the flange 7 to the housing 1 .

Die Fig. 3 entspricht einem Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2. Daraus ist zu erkennen, daß der im Befestigungsbereich keilförmige Druckstutzen 3 aus einem U-förmigen und einem V-förmigen Teil besteht, welche durch zwei Schweißnähte 9 miteinander verbunden sind. Der Querschnitt des Druckstutzens verändert sich vom Eintritt in Richtung Austritt stetig, so daß im Bereich des Anschlußflansches 7 ein kreisförmiger Austritt 6 besteht. Fig. 3 corresponds to a section along the line III-III in Fig. 2. From this it can be seen that the wedge-shaped pressure port 3 in the fastening area consists of a U-shaped and a V-shaped part, which are connected by two welds 9 are. The cross section of the pressure port changes continuously from the inlet towards the outlet, so that there is a circular outlet 6 in the region of the connecting flange 7 .

Die Fig. 4 zeigt einen Druckstutzen 3 mit einem hier hakenförmig angeformten Sporn 15. Bei der Montage wird dieser zuerst in das Gehäuse 1 eingeführt und danach der Druckstutzen 3 genau positioniert und verschweißt. Der hier den tangentialen Eintritts bereich 17 bildende Teil des Druckstutzens 3 weist eine schmale, zur Drehachse zeigende umgebogene Kante 18 auf. Diese Gestaltung erleichtert die Anbringung der den Druckstutzen 3 mit dem Gehäuse 1 verbindenden Schweißnaht 19. FIG. 4 shows a pressure connection 3 with a spur 15 formed here in a hook shape. During assembly, this is first inserted into the housing 1 and then the pressure nozzle 3 is precisely positioned and welded. The part of the pressure nozzle 3 which forms the tangential entry region 17 here has a narrow bent edge 18 pointing to the axis of rotation. This design facilitates the attachment of the weld seam 19 connecting the pressure connection 3 to the housing 1 .

In der Fig. 5 ist ein Druckstutzen gezeigt, bei dem durch den Einbau eines Leitbleches 20 eine wirkungsvolle Strömungs führung erzeugt wird. Entsprechend den Strömungsverhältnissen und den vorhandenen Größenanordnungen lassen sich ein oder mehrere Leitbleche anordnen, deren Leitflächen in Richtung oder quer zur Pumpenlängsachse verlaufen können.In FIG. 5, a pressure nozzle is shown in which an effective flow guide is generated by installing a baffle 20th Depending on the flow conditions and the existing size arrangements, one or more baffles can be arranged, the baffles of which can run in the direction or transverse to the longitudinal axis of the pump.

Die Fig. 6 zeigt einen Druckstutzenquerschnitt kurz vor dem Austritt 6. Das Leitblech 20 wurde in vorteilhafter Weise in die Trennebene des hier zweiteilig ausgebildeten Druckstutzens 3 gelegt, so daß mit zwei Schweißnähten 9 eine sichere Verbindung erzeugt werden kann. Der Druckstutzen kann auch ohne weiteres als einteiliges Bauteil ausgebildet werden. Dagegen kann bei einer mehrteiligen Ausbildung die Trennebene auch quer zur Pumpenwelle verlaufen. Fig. 6 shows a cross-section of the discharge port shortly before the outlet 6. The baffle plate 20 was advantageously placed in the parting plane of the two-part pressure port 3 , so that a secure connection can be produced with two weld seams 9 . The pressure port can also be easily designed as a one-piece component. In contrast, in the case of a multi-part design, the parting plane can also run transversely to the pump shaft.

Claims

1. Centrifugal pump housing in sheet metal construction with an approximately tangential pressure nozzle emerging from the pump housing,

- which is in several parts and the parts of which are connected by welds,
the axis of the outlet opening of the pressure port is approximately perpendicular to the axis of the pump housing and the pressure port runs in an arc between the inlet and outlet,
with a connecting flange in the area of the outlet opening, with at least one support body in the area of the pressure port,
characterized,
- That the connecting flange ( 7 ) is supported only on its outer circumference by one or more supporting bodies ( 8, 16 ) on the pump housing,
- That the approximately wedge-shaped design of the start of the pressure port is welded into an opening in the circumference of the pump housing ( 1 ), which is approximately wedge-shaped,
- And that the inlet cross-section of the pressure port ( 3 ) merges into a round cross-section in the region of the outlet opening ( 6 ).

2. Centrifugal pump housing according to claim 1, characterized in that on the rear inflow edge seen in the inflow direction of the wedge-shaped pressure port inlet cross section, a tongue-shaped spur ( 15 ) is attached.

3. Centrifugal pump housing according to claim 1 and 2, characterized in that the pressure connection part forming the tangential inflow region has a narrow bent edge ( 18 ) pointing to the axis of rotation.

4. Centrifugal pump housing according to claims 1 to 3, characterized in that the pressure port ( 3 ) is formed in several parts with separating joints running in the flow direction, one or more guide plates ( 20 ) being arranged between the separating joints.

5. Centrifugal pump housing according to claim 4, characterized in that the guide plate ends protrude laterally from the pressure port ( 3 ) and are connected to the housing ( 1 ).